Radionuklidterapi med Auger-elektron-emittere
Helge Thisgaard, Ph.d.
Lektor/hospitalsfysiker
OUH & SDU
1
Agenda
• Intro til Auger-emittere
• Udvælgelse af nye, potente Auger-emittere
• Fremstilling af nye Auger-emittere
• Biologisk evaluering af nye radiofarmaka til terapi
2
Målsøgende radionuklidterapi
Radiofarmakon
Radionuklid
Chelator
3
Transporter
Et radiofarmakon
injiceres i blodet.
Cancercelle
Cancercellerne
bestråles inde fra
patienten!
4
Radioaktive henfaldstyper til cancer behandling
Terapi:
α, β-, EC/IC
Diagnostik:
γ fra IT, EC, β+ etc.
Auger elektron
Auger og Coster-Kronig elektroner
L
L
L
K
K
eller
x-ray
K
5
Auger kaskaden
• En kaskade af meget lavenergetiske
elektroner udsendes (→ 35 stk.)
• ”Coulomb explosion”
• Meget kort rækkevidde i væv→ lokal
skade
• Ekstremt radiotoksiske, hvis
henfaldet
0
1
2
sker tæt på DNA. (~1 DSB/henfald)
• High-LET effekter!
6
3
4
Dose (Gy)
Potente Auger-emittere
• Kommerciel tilgængelighed af radioisotoper har ”styret” forskningen hidtil (111In, 67Ga, 125I)
………. ikke de strålingsfysiske egenskaber.
• Der er behov for nye, potente isotoper.
119Sb, 165Er, 58mCo
……kan produceres med en ”PET cyklotron”
Tumour-to-normal-tissue dose ratios (TND)
100
N N
Normalized TND [%]
N  Cy
N  CS
75
50
25
0
67
Ga
7
111
In
119
Sb
123
I
125
I
165
Er
193m
Pt
Thisgaard H. & Jensen M., Med. Phys. 35 (9), 2008, 3839-3846
201
Tl
Bernhardt P. et al., Acta Oncologica 40 (5), 2001, 602-608
Antimon
119Sb
117Sb
• Auger-emitter -> TERAPI
• T½: 38.19 timer
• EC-henfald
• SPECT
• T½: 2.8 timer
• EC-henfald (primært)
• γ : 23.9 keV (16%)
• γ : 158.56 keV (86%)
Kernereaktion: 119Sn(p,n)119Sb
Kernereaktion: 117Sn(p,n)117Sb
Ikke produceret før til terapi/imaging
8
Udvikling af produktionsmetoden for 119Sb
119Sn
117Sb
~ 46
GBq på 3 timer
(150 µA på target)
119Sb
Thisgaard & Jensen, Appl. Rad. Isot, 2009
9
Mærkning af
biovektor
Cobalt
58mCo
55Co
• Auger-emitter -> TERAPI
• T½: 9.04 timer
• IT-henfald
• Positron-emitter -> PET
• T½: 17.5 timer
• β+: 75.9%
• γ : 24.9 keV (0.039%)
• γ : 931 keV (75%), 477 keV (20.2%),
1408 keV (16.9%), 1316 keV (7.1%)
10
Ikke produceret før til terapi!
Kun brugt til PET få gange før
Kernereaktion: 58Fe(p,n)58mCo
Kernereaktion: 54Fe(d,n)55Co
Udvikling af produktionsmetoden for 58mCo
58Fe
58mCo
Thisgaard et al., Med Phys, 2011
11
Mærkning af
biovektor
Nye radiofarmaka på OUH
58mCo-DOTA-XXX
Radionuklidterapi
55Co-DOTA-XXX
PET
• XXX = TOC, TATE, NOC, i.e. octreotid analoger.
• Targeting peptider mod somatostatin receptor-positive tumorer.
Thisgaard, Olesen and Dam, J. Label Compd Radiopharm. 2011
12
Terapeutiske effekter in vitro
Thisgaard et al., J. Nucl. Med., 2014
13
Specifikt tumor-optag in vivo
SPECT/CT med 57Co-DOTATATE
Somatostatin receptor-positiv
pancreas tumor model
Thisgaard et al., J. Nucl. Med., 2014
14
Receptor blokeret
Auger terapi in vivo (pilot studie)
Survival of tumour-bearing mice
Percent survival
100
Control
80
Treated
60
40
20
0
0
5
10
15
Days post treatment
20
Kontrol
Auger
8d
11.5 d
25
Median
overlevelse
Ikke signifikant!
15
Glioblastom Auger terapi via convection-enhanced delivery
Auger-emitter
I samarbejde med neurokirurg Bo Halle, OUH
16
Konklusion
• Nye Auger-emittere er identificeret til terapi
• Produktionsmetoderne er udviklet
• Terapeutiske radiofarmaka er under præklinisk afprøvning
• Yderst lovende resultater er opnået
17
Tak!!
18